[發明專利]具有優化使用結構和提高熱效率的冷卻劑泵

有效

• 申請號: 201880074854.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111356841B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 弗朗茨·帕維勒克;康拉德·尼克爾;詹斯·霍夫曼;羅賓·布希;西爾維奧·沃納;雅各布·施尼茨爾;保羅·路德維格
• 申請（專利權）人: 尼得科GPM有限公司
• 主分類號: F04D13/06
• 分類號: F04D13/06
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 侯聰

一種電動冷卻劑泵，優選用作車輛的附加水泵，其特征在于，軸(4)的徑向軸承通過用冷卻劑潤滑的徑向滑動軸承(41)設置在分離件(12)上，該分離件(12)布置在泵葉輪(2)與轉子(32)之間；在電動機室(13)內容納有具有徑向內部定子(31)和徑向外部轉子(32)的干運轉電動機(3)；在徑向滑動軸承(41)與電動機室(13)之間設置有軸密封件(5)；轉子(32)形成為杯形，轉子內表面面向軸密封件(5)，并以軸向重疊的方式固定到軸(4)上；電動機室(13)具有通向大氣的開口，該開口被液體密封但可透蒸氣的均壓膜(6)封閉；分離件(12)被構造成具有分離部分(12a)和軸向凸起(12b)的承載凸緣，該軸向凸起(12b)進入電動機室(13)中，定子(31)附接到該軸向凸起(12b)；以及控制單元(18)，其在軸向上被設置在分離件(12)與定子(31)之間。

技術領域

本發明涉及一種電動冷卻劑泵，在附加水泵的應用領域，其結構通過軸承、密封件和電動機的組合而在成本、安裝空間和使用壽命方面進行了優化，并且其具有提高的熱效率并且簡化了冷卻劑泵的各個電氣組件之間的觸通或布線。

背景技術

這種電動附加水泵用于車輛的冷卻劑輸送熱管理系統的局部區域的循環，該系統配備有內燃機和主水泵，以便更靈活地對諸如排氣再循環系統、渦輪增壓器、增壓空氣冷卻系統等輔助設備的組件上的所謂的熱點進行冷卻。由于主水泵的冗余性以及線路和節點數量的增加，意味著這種類型的附加水泵面臨著巨大的價格壓力，以及對緊湊型設計和小尺寸以集成到復雜的現代熱管理系統中的巨大需求。

在迄今為止建立的電動附加水泵產品中，尤其是由于在相對較小的泵結構中密封更簡單，所以使用了內運轉型濕運轉電動機。濕運轉電動機的使用是解決軸密封處的泄漏問題和軸承缺陷的已知措施，在該電動機中，定子通常通過罐等相對于轉子干封裝，并且轉子和軸承被設計用于在輸送介質中運行。

然而，濕運轉的效率較差，這是因為定子和轉子之間的用于容納罐的間隙較大，并且作用在轉子上的磁場強度因而變弱。另外，在轉子上發生流體摩擦，這進一步降低了效率，特別是在附加水泵的尺寸相對較小的泵驅動器中。另外，在濕運轉中在低溫時會發生問題，例如在定子和轉子之間的間隙中形成冰。

較大的泵(例如電動主水泵)由于效率提高，因此也使用干運轉電動機。為了安裝泵軸(它由干轉子電動機驅動)而主要使用滾動軸承，例如使用球軸承，所述軸承吸收軸向和徑向載荷并獲得低摩擦系數。

然而，滾動軸承通常對濕氣的滲透敏感，因為所使用的材料，特別是滾動件的合適的鋼，沒有足夠的耐腐蝕性以用于濕氣中。濕氣的進入由于腐蝕而導致滾動件和滾道的表面質量降低，這導致軸承的更高摩擦以及相應的熱量發展，進而導致軸承和密封件的進一步損壞。因此，必須在兩個端面上都在泵中已經昂貴的滾動體軸承上再一次設置成本高的密封件，以確保相對于泵室內出現的工作壓力而言，低摩擦和可靠的密封。

除了成本上的缺點之外，相應的密封件總是引起小的泄漏，并且通常構成泵使用壽命的限制因素，因為它們本身由于壓力和溫度波動而遭受摩擦磨損和脆化。

從同一申請人的專利申請DE 10 2015 114 783 B3中已知一種被設計用作主水泵的電動冷卻劑泵，其中泵軸由單個所謂的水泵軸承安裝，該水泵軸承在泵葉輪和電動機之間具有兩排滾動件。為了解決泄漏到干運轉電動機的軸承及位于下游的電子部件的問題，在泵殼體中在軸密封件和水泵軸承之間設有一個泄漏空間，在該泄漏空間內無需與水泵軸承接觸就可以收集和排出泄漏。位于其下游的防漏密封件又防止了被收集和排出的泄漏進入殼體部分，電機組件和電子元件被容納在該殼體部分中。如果從泄漏空間出來的泄漏直接進入電機的殼體部分中，則電機的工作溫度會導致水蒸氣從殼體部分以相反的方向在水泵軸承的未密封、未受保護的一側進入到軸承中，并長期破壞所述軸承。

在泵室和驅動器之間提供這樣的泄漏空間帶來了附加安裝空間的缺點，該附加安裝空間增加了泵結構的軸向尺寸。